Оператор “стрелка”
Оператор “стрелка”, разрешающий доступ к членам, может перегружаться для объектов класса. Он должен быть определен как функция-член и обеспечивать семантику указателя. Чаще всего этот оператор используется в классах, которые предоставляют “интеллектуальный указатель” (smart pointer), ведущий себя аналогично встроенным, но поддерживают и некоторую дополнительную функциональность.
Допустим, мы хотим определить тип класса для представления указателя на объект Screen (см. главу 13):
class ScreenPtr {
// ...
private:
Screen *ptr;
};
Определение ScreenPtr должно быть таким, чтобы объект этого класса гарантировано указывал на объект Screen: в отличие от встроенного указателя, он не может быть нулевым. Тогда приложение сможет пользоваться объектами типа ScreenPtr, не проверяя, указывают ли они на какой-нибудь объект Screen. Для этого нужно определить класс ScreenPtr с конструктором, но без конструктора по умолчанию (детально конструкторы рассматривались в разделе 14.2):
class ScreenPtr {
public:
ScreenPtr( const Screen &s ) : ptr( &s ) { }
// ...
};
В любом определении объекта класса ScreenPtr должен присутствовать инициализатор– объект класса Screen, на который будет ссылаться объект ScreenPtr:
ScreenPtr p1; // ошибка: у класса ScreenPtr нет конструктора по умолчанию
Screen myScreen( 4, 4 );
ScreenPtr ps( myScreen ); // правильно
Чтобы класс ScreenPtr вел себя как встроенный указатель, необходимо определить некоторые перегруженные операторы – разыменования (*) и “стрелку” для доступа к членам:
// перегруженные операторы для поддержки поведения указателя
class ScreenPtr {
public:
Screen& operator*() { return *ptr; }
Screen* operator->() { return ptr; }
// ...
};
Оператор доступа к членам унарный, поэтому параметры ему не передаются. При использовании в составе выражения его результат зависит только от типа левого операнда. Например, в инструкции
point->action();
исследуется тип point. Если это указатель на некоторый тип класса, то применяется семантика встроенного оператора доступа к члену. Если же это объект или ссылка на объект, то проверяется, есть ли в этом классе перегруженный оператор доступа. Когда перегруженный оператор “стрелка” определен, он вызывается для объекта point, иначе инструкция неверна, поскольку для обращения к членам самого объекта (в том числе по ссылке) следует использовать оператор “точка”.
Перегруженный оператор “стрелка” должен возвращать либо указатель на тип класса, либо объект класса, в котором он определен. Если возвращается указатель, то к нему применяется семантика встроенного оператора “стрелка”. В противном случае процесс продолжается рекурсивно, пока не будет получен указатель или определена ошибка. Например, так можно воспользоваться объектом ps класса ScreenPtr для доступа к членам Screen:
ps->move( 2, 3 );
Поскольку слева от оператора “стрелка” находится объект типа ScreenPtr, то употребляется перегруженный оператор этого класса, который возвращает указатель на объект Screen. Затем к полученному значению применяется встроенный оператор “стрелка” для вызова функции-члена move().
Ниже приводится небольшая программа для тестирования класса ScreenPtr. Объект типа ScreenPtr используется точно так же, как любой объект типа Screen*:
#include <iostream>
#include <string>
#include "Screen.h"
void printScreen( const ScreenPtr &ps )
{
cout << "Screen Object ( "
<< ps->height() << ", "
<< ps->width() << " )\n\n";
for ( int ix = 1; ix <= ps->height(); ++ix )
{
for ( int iy = 1; iy <= ps->width(); ++iy )
cout << ps->get( ix, iy );
cout << "\n";
}
}
int main() {
Screen sobj( 2, 5 );
string init( "HelloWorld" );
ScreenPtr ps( sobj );
// Установить содержимое экрана
string::size_type initpos = 0;
for ( int ix = 1; ix <= ps->height(); ++ix )
for ( int iy = 1; iy <= ps->width(); ++iy )
{
ps->move( ix, iy );
ps->set( init[ initpos++ ] );
}
// Вывести содержимое экрана
printScreen( ps );
return 0;
}
Разумеется, подобные манипуляции с указателями на объекты классов не так эффективны, как работа со встроенными указателями. Поэтому интеллектуальный указатель должен предоставлять дополнительную функциональность, важную для приложения, чтобы оправдать сложность своего использования.
